基于道路填方段软弱地基施工技术的探究

　　摘要：本文主要论述了某道路项目填方段软弱路基处理的设计原则和处理方案，并对各软基处理方案的施工注意事项进行了简要的阐述。
　　关键词：道路项目，软基处理，施工技术
　　前言
　　本工程项目软土路基位于河漫滩与山间谷地。大部分软土范围较小，零星分布，埋藏浅，上覆流塑~软塑耕植土，顶板埋深0~2.3米，软土厚度0.5~3.3米，呈深灰色，流塑~软塑，工程地质性能差，承载力低（40~100KPa），含较多腐植物，W=30.3~60.5%，Ps=0.4~0.52Mpa，Es=2.2~2.64Mpa；局部河漫滩两侧软土顶板埋深4.0~8.1米，软土厚度2.0~4.5米，与软塑粘亚粘土、冲洪积卵砾石层互层。
　　
　　1、软基处理设计原则和标准
　　软土地基的处理是从稳定、沉降及满足结构物的承载力要求等方面进行分析。软基处理以工后沉降及路基稳定为控制指标，具体要求如下：
　　①基准期及允许工后沉降
　　本路段路面采用水泥混凝土路面，基路面的设计使用年限为30年。在路面的设计使用年限内（30年）路基所发生的残余所发生的残余沉降为工后沉降，对于一般路段允许工后沉降≤30cm，桥台与路堤相邻处中小桥（后台5~7H），大桥（50m范围内）的允许工后沉降10cm，涵洞及箱型通道等构造物处的允许工后沉降≤20cm。
　　②稳定验算的安全系数
　　稳定验算时，采用圆弧条分法按路堤施工期及道路营运期的荷载分别计算稳定安全系数，施工期采用直剪快剪（不固结不排水）指标，按总应力法计算，其容许值为1.10，运营期采用固结快剪（固结不排水）指标，按有效固结应力法计算，其容许值为1.20。
　　③沉降计算
　　路基沉降量采用分层总和法（ES及e-P曲线）计算主固结沉降Sc，并采用经验修正系数对其进行修正，对袋装砂井的处理方法采用的系数为1.1~1.3；压缩层计算深度控制原则为计算层底面附加应力与有效自重应力之不大于0.15，对
　　于浅薄层办土路段，计算至相对硬层为止。地基固结度按太沙基固结理论计算。
　　④加载速率
　　本路段路基施工（填土+预压）的总时间按12个月控制，填筑期，对于最高填土一般不超过6个月，其加载速度以20~25cm/周控制。对于分级填筑预压，分级填土的预压期取2~3个月，此时填土速度按路基中心沉降小于1.0cm/日、边桩水平位移不大于0.5cm/日控制。
　　⑤预压期
　　设计预压时间按6个月考虑，但实际预压时间应根据沉降观测及稳定要求确定。
　　⑥预压高度
　　为了加速地基沉降和固结，满足路基允许工后沉降量及稳定等要求，结合软土性质、地基处理方法、土源供应状况，本路段采用了堆载预压即填土至路床顶面的填土预压方法。
　　
　　2、软基处理方案
　　对于本标段的软土地基，为路基稳定性验算不能满足时，进行换填砂砾，或碎石土等浅层处理；当路基稳定性验算能够满足仅由工后沉降及沉降速率控制时，采用砂垫层排水疏干法处治等浅层处理。本次设计，挖除换填及垫层的处理里程为979.8m，袋装砂井的处理里程为276.7m。
　　
　　3、软土路基施工注意事项
　　①排水砂垫层
　　当地基表层有一定厚度的硬壳层，其承载力较好，能上一般运输机械时，一般采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后用机械或人工摊平；当硬壳层承载力不足时，一般采用顺序推进摊铺法；当软土地基表面很软，如新沉积超软地基，首先要改善地基表面的持力条件，以便能上施工人员或轻型施工工具，通常要用人工或轻便机械顺序推进铺设。不管用采何种施工方法，都应避免对软土表层的过大扰动，以免造成砂和淤泥混合，影响垫层的排水效果。垫层平面尺寸厚度符合设计要求，厚度误差为±h/10（h为垫层设计厚度），每100m2挖坑检验。与坚向排水通道连接好，不允许杂物堵塞或隔断连接处，不得扰动天然地基不得将泥土或其它杂物混入垫层。
　　②袋装砂井
　　袋装砂井的材料及施工工艺应符合《道路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）要求，袋装直径设计采用10cm。
　　表1砂袋材料力学性能表
　　材料名称 拉伸试验 弯曲108度试验 渗透性/cms-1
　　 抗拉强度
　　（MPa） 伸长率
　　（%） 弯心直径
　　（cm） 伸长率
　　（%） 破坏情况 
　　麻布袋 1.92 5.5 7.5 4 完整 
　　聚丙烯编织袋 1.70 25 7.5 23 完整 ＞00.1
　　表2袋装砂井施工
　　质量要求 施工要求 施工程序
　　①平面位置允许偏差，水下20cm，陆地10cm；
　　②垂直度允许误差1.5cm/m；
　　井底标高符合设计要求，砂袋顶端高出地面，外露长度30cmcm；
　　③砂袋入井下沉时，严禁发生扭曲、断裂现象；
　　④砂袋灌砂率必须大于95%。 ①定位准确；
　　②导架上设有明显标志，控制打入深度；
　　③编制袋避免裸晒，防止老化；
　　④“桩头”与套管要配合好，防止进泥；
　　⑤套管进料口处应设滚轮，套管内壁应光滑，避免挂破编制袋；
　　⑥套管拨出后，及时向砂袋内补灌砂至设计高程；
　　⑦砂井验收后，及时按要求埋入砂垫层。 先把套管对准井位，整理好“村尖”，开动机器把套管打至设计深度，然后把砂袋从套管上部侧面进料口进入，随之灌水，以便顺利拨起套管至下一井位。
　　砂袋材料：砂袋材料必须选用抗拉力强、耐腐蚀和抗紫外线能力强、透水性能好、韧性和柔性好、透气、并且在水中能起滤网作用和不外露砂料的材料制作。国内采用过的砂袋材料有麻布袋和聚丙烯编织袋，其力学性能如表4-2所示。
　　砂；采用渗水率较高的中、粗砂，大于0.55mm的砂含量占总重量的50%以上，含泥量不应大于3%，渗透系数不应小于5×10-3cm/s。灌入砂袋的砂宜用干砂，并应灌制密实。砂袋长度应较砂井孔长50cm，使其放入井孔内后能露出地面，以便埋入排水砂垫层中。砂袋砂井施工时，所用钢管的内径宜略大于砂井直径，不宜过大以减小施工过程中对地基土的扰动。另外，拨管后带上砂袋的长度不宜超过0.50cm。质量要求、施工要求和施工程序见表4-3所示。
　　③土工格栅
　　软弱地基所用的又向土工格栅每延米纵横向拉伸屈服力不小于40KN/m，在铺设时，格栅之间的联接应牢固。在受力方向联接处的强度不得低于材料设计抗拉强度，且其叠合长度不应小于15cm；土工格栅的铺设不允许有褶皱，应用人工拉紧，必要时可采有插钉等措施固定土工格栅于填土层表面；铺设土工格栅的土层表面应平整，表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物；在距土工格栅层8cm以内的路堤填料，其最大粒径不得大于6cm。
　　摊铺以后应及时填筑填料，以避免其受到阳光过长时间的直接曝晒。一般情况下，间隔时间不应超过48h；填料应分层摊铺、分层碾压，所选填料及其压实度应达到规定的要求。土工格栅上的第一层填土摊铺宜采用轻型推土机或前置式装载机。一切车辆、施工机械只容许沿路堤的轴线方向行驶。
　　软土地基，应采用后卸式卡车沿加筋材料两侧边缘倾卸填料，以形成运土的交通便道，并将土工格栅张紧。填料不允许直接卸在土工格栅上面，必须卸在已摊铺完毕的土面上；卸土高度以不大于1m为宜，以免造成局部承载能力不足。卸土后应立即摊铺，以免出现局部下陷。填成施工便道后，再由两侧向中心平行于路堤中线对称填筑，宜保持填土施工面呈“U”形。第一层填料宜采用推土机或其他轻型压实机具进行压实；只有当已填筑压实的垫层厚度大于60cm后，才能采用重型机械压实。软基上加筋路堤的填筑速率应符合《道路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）的有关规定。非软土地基，填实的摊铺与填筑可从路堤的中线位置开始，对秒地向两侧填土。
　　
　　4、结束语
　　软弱路基设计应根据不同的地质情况采取不同的处理方案，特别是软基处理施工，技术难度比较大，质量要求高，如果掌握不好，极易出现偏差，且因其为隐蔽工程，易于留下隐患。但是，只要以科学的态度，严格控制其设计方法及施工质量管理，就一定能得到满意的工程质量。
　　参考文献
　　李炯光，公路软土路基施工及处理方法，中小企业管理与科技2009年第6期

《基于道路填方段软弱地基施工技术的探究》

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